湖南铁道职业技术
六、热释电红外传感器应用电路
应 由于PIR 信号变化缓慢、幅值小，针对该特点，信号一般 用 分为三步处理，以专用芯片PT8A26XXP为例，具体处理 电 步骤如下： 子 ①滤波放大 技 术 普通PIR传感器输出信号幅值一般都很小，大约几百微伏 到几毫伏，为了后续电路能作有效的处理，考虑到传感器 专 业 的信噪比，通常取增益约70dB，通带0.3Hz～7Hz。同 教 时，由于是处理模拟小信号，所以为了保证放大器的工作 学 稳定可靠，电路中特别集成了一个稳压器用于给传感器、 资 放大器和比较器供电。 源 建 设
湖南铁道职业技术
四、工作原理与特性
应 用 电 子 技 术 专 业 教 学 资 源 建 设 被动红外探头，其传感 器包含两个互相串联或 并联的热释电元件，而 且制成的两个电极化方 向正好相反（侧视图C ），环境背景辐射对两 个热释元件几乎具有相 同的作用，使其产生释 电效应相互抵消，于是 探测器无信号输出
当一些晶体受热时，在晶体两端将会产生数量相等而符号 相反的电荷，这种由于热变化产生的电极化现象，被称为
热释电效应。
湖南铁道职业技术
二、热释电效应
应 用 电 子 技 术 专 业 教 学 资 源 建 设
通常，晶体自发极化所产生的束缚电荷被来自 空气中附着在晶体表面的自由电子所中和，其 自发极化电矩不能表现出来。
湖南铁道职业技术
三、热释电传感器的结构
应 用 电 子 技 术 专 业 教 学 资 源 建 设
在热电元件接上适当的电阻，当元件受热时， 电阻上就有电流流过，在两端得到电压信号。
由于它的输出阻抗极高，所以传感器中有一个 场效应管进行阻抗变换。
湖南铁道职业技术
四、工作原理与特性
应 热释电效应所产生的电荷ΔQ会跟空气中的离子所结合而消 用 失，当环境温度稳定不变时，ΔT=0，传感器无输出 电 子 当人体进入检测区时，因人体温度与环境温度有差别，产生 技 ΔT，则有信号输出；若人体进入检测区后不动，则温度没 术 有变化，传感器也没有输出，所以这种传感器能检测人体或 专 者动物的活动 业 教 被动式红外探头就是靠探测人体发射的红外线而进行工作的 学 。当人体活动时，产生的红外线通过菲涅耳滤光片增强后聚 资 集到热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射变化时就 源 会失去电荷平衡，向外释放电荷，后经检测处理后就能产生 建 设 报警信号。
湖南铁道职业技术
三、热释电传感器的结构
应 用 热释电红外传感器 电 的结构及内部电路 子 技 见图所示。传感器 术 主要有外壳、滤光 专 业 片、热释电元件 教 PZT、场效应管 学 FET等组成。 资 源 建 设
湖南铁道职业技术
三、热释电传感器的结构
应 其中，滤光片设置在 用 电 窗口处，组成红外线 子 通过的窗口。滤光片 技 为6 um多层膜干涉滤 术 光片，对太阳光和荧 专 光灯光的短波长（约5 业 教 um以下）可很好滤除 学 资 源 建 设
湖南铁道职业技术
二、热释电效应
应 用 电 子 技 术 专 业 教 学 资 源 建 设
能产生热释电效应的晶体称之为热释电体或热 释电元件，其常用的材料有单晶（LiTaO3 等 ）、压电陶瓷（PZT等）及高分子薄膜（
PVFZ等）
湖南铁道职业技术
三、热释电传感器的结构
应 用 热释电传感器利用的正是热释电效应，是一种温 电 度敏感传感器。 子 技 术 它由陶瓷氧化物或压电晶体元件组成，元件两个 专 表面做成电极，当传感器监测范围内温度有ΔT 业 的变化时，热释电效应在两个电极上会产生电荷 教 学 ΔQ，即在两电极之间产生一微弱电压ΔV。 资 源 建 设
《家电传感器应用》课程教学资源建设
建设院校：
顺德职业技术学院
主要参与企业：
广东美的集团 广东新宝电器 佛山市顺德区美智电子 佛山市顺德区高迅电子
光电传感器及应用
应 用 电 子 技 术 专 业 教 学 资 源 建 设
湖南铁道职业技术
主要内容
应 用 电 子 技 术 专 业 教 学 资 源 建 设
第一部分：光电检测
电路中，VT2，电感L，电容C3、C6、C7等组成了电 容三点式振荡器，产生等幅超高频振荡。音乐集成块输 出的音频信号，通过C2加到VT2的基极，实现调频，调 制后的超高频信号由L抽头引出，经C4由天线发射出去 。发射频率在88~108MHz调频段。
湖南铁道职业技术
应 用 电 子 技 术 专 业 教 学 资 源 建 设
当婴儿睡沉后，RDP-18就探测不到人体的活动信息，内 部定时器延时一过便会复位，并将输出晶体管截止。于是 VT1也截止，对应音乐集成块以及VT2振荡器断电，调频 收音机中不再发出音乐声，只有轻轻的“沙沙”声
目前，热释电已广泛用于红 外光谱仪、红外遥感以及热 辐射探测器，因其价格低廉
、技术性能稳定而受到广大
用户和专业人士的欢迎，广 泛应用于各种自动化控制装
置中，既可作为红外激光的
一种较理想的探测器，又可 适用于防盗报警、来客告知
及非接触开关等红外领域
湖南铁道职业技术
二、热释电效应
应 用 电 子 技 术 专 业 教 学 资 源 建 设
热释电红外传感器是一种非常有应用潜力的传感 器，它能检测人或某些动物发射的红外线并转换 成电信号输出 在1938年，有人就提出利用热释电效应探测红 外辐射 六十年代，随着激光、红外技术的迅速发展，才 又推动了对热释电效应的研究和对热释电晶体的 应用开发
湖南铁道职业技术
一、概述
应 用 电 子 技 术 专 业 教 学 资 源 建 设
应 人体都有恒定的体温，一 用 电 般在37度，所以会发出特 子 定波长10uM左右的红外 技 术 线,而且红外线具有热效应 专 ,人体温度越高的地方,热 业 释电红外线便越多,颜色越 教 学 接近红色. 资 源 建 设
湖南铁道职业技术
一、概述
应 用 电 子 技 术 专 业 教 学 资 源 建 设
湖南铁道职业技术
一、概述
应 用 电 在自然界，任何高于绝对温度（-273K）的物体 子 技 都将产生红外光谱，不同温度的物体释放的红外能 术 量的波长是不一样的，因此红外波长与温度的高低 专 业 是相关的，而且辐射能量的大小与物体表面温度有 教 关。 学 资 源 建 设
湖南铁道职业技术
一、概述
湖南铁道职业技术
五、热释电红外传感器应用电路
应 用 ②窗口比较器 电 子 经过放大后的信号通过窗口比较器后检出满足幅值 技 要求的信号后，再转换成一系列数字脉冲信号。 术 专 业 教 学 资 源 建 设
湖南铁道职业技术
五、热释电红外传感器应用电路
应 用 ③噪声抑制数字信号处理 电 根据对人体运动特点以及传感器的特性的长期 子 研究，用固定时间内计脉冲个数和测脉冲宽度的方 技 术 法来甄别有效的人体信号，这里由系统振荡器提供 专 时钟源（16kHz）。 业 具体判别方法如下：判别操作限制在2s内；脉 教 冲宽度低于24ms的都算作噪声，不予处理；单个 学 资 有效脉冲：宽度必须大于340ms；双脉冲，其中 源 宽的必须大于160ms ，窄的大于 24ms ；三个 建 脉冲有效，每个都必须大于 24ms 。 设
湖南铁道职业技术
四、工作原理与特性
应 用 电 子 技 术 专 业 教 学 资 源 传感器内部由光学滤镜、场效应管、红外感应源( 建 设 热释电元件)、偏置电阻、EMI电容等元器件组成
湖南铁道职业技术
应 用 电 子 技 术 专 业 教 学 资 源 建 设
红外感应源通常由两个 串联或者并联的热释电 元件组成，这两个热释 电元件的电极相反，环 境背景辐射对两个热释 电元件几乎具有相同的 作用，使其产生的热释 电效应相互抵消，输出 信号接近为零。
应 用 经过上述三步处理后就能准确、可靠地判断人体 电 子 信号。根据具体应用场合实现既定控制，例如报 技 术 警器自动告警，自动开启某个设备。 专 业 教 学 资 源 建 设
湖南铁道职业技术
五、热释电红外传感器应用电路
应 用 电 子 技 术 专 业 教 学 资 源 建 设
应 用 电 子 技 术 专 业 教 学 资 源 建 设 菲涅耳透镜折射式和反射 式两种形式。 其作用一是聚焦作用，将 热释的红外信号折射（反 射）在PIR上； 二是将检测区内分为若干 个明区和暗区，使进入检 测区的移动物体能以温度 变化的形式在PIR上产生 变化热释红外信号，这样 PIR就能产生变化电信号 。
湖南铁道职业技术
三、热释电传感器的结构
应 用 菲涅耳透镜根据菲涅耳 原理制成，把红外光线 电 子 分成可见区和盲区，同 技 时又有聚焦的作用，使 术 热释电人体红外传感器 专 （PIR：Passive 业 Infrared ） 灵敏度 教 学 大大增加 资 源 建 设
湖南铁道职业技术
三、热释电传感器的结构
具体例子
1、婴幼儿睡眠状况告知器电路
2、楼道照明开关电路
3、人体遥感灯光/门铃电路
4、红外传感信号处理器BISS0001
湖南铁道职业技术
1、婴幼儿睡眠状况告知器电路
应 用 电 子 技 术 专 业 教 学 资 源 建 设
湖南铁道职业技术
应 用 电 子 技 术 专 业 教 学 RDP-18是国产的红外热释电的探测组件，在探测区域内 有手、脚或身子等轻轻地人体运动，红外探测组件中可重 资 复触发的延时定时器（RC定时元件）便会被启动或维持启 源 动后的状态。启动的定时器同进驱使内部的开路输出晶体 建 设 管导通。
一旦有人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚 焦，并被热释电元件接收，由于角度不同，两片热释电元 件接收到的热量不同，热释电能量也不同，不能完全抵消 ，经处理电路处理后输出控制信号。
湖南铁道职业技术